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滑轮(组)中拉力的计算
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在装修房屋时,一个质量为85kg的人,用图所示的装置(包括滑轮组及装货物的框架)提升地板砖运到房间中.已知装货物的框架重100N,每块地板砖重100N,滑轮与轴的摩擦和绳重均忽
网友投稿 2022-06-12 00:00:00 零零社区
◎ 题目
在装修房屋时,一个质量为85kg的人,用图所示的装置(包括滑轮组及装货物的框架)提升地板砖运到房间中.已知装货物的框架重100N,每块地板砖重100N,滑轮与轴的摩擦和绳重均忽略不计,当提升8块地板砖时,人对框架底的压力为F
1
;当提升11块地板砖时人对框架底的压力为F
2
,且F
1
:F
2
=5:3.(取g=10N/kg)求:
(1)动滑轮的质量;
(2)此装置提升整块地板砖时的最高机械效率.
◎ 答案
(1)人的重力:
G
人
=m
人
g=85kg×10N/kg=850N,
提升8块地板砖时,地板砖的重力:
G
砖1
=8×100N=800N,
人对绳的拉力:
T
1
=
1
3
(G
人
+G
砖1
+G
架
+G
动
)=
1
3
(1750N+G
动
)
人对框架底的压力:
F
1
=G
人
-T
1
=850N-
1
3
(1750N+G
动
)
提升11块地板砖时,
地板砖的重力G
砖2
=11×100N=1100N
人对绳的拉力T
2
=
1
3
(G
人
+G
砖2
+G
架
+G
动
)=
1
3
(2050N+G
动
)
人对框架底的压力F
2
=G
人
-T
2
=850N-
1
3
(2050N+G
动
)
已知F
1
:F
2
=5:3
则,[850N-
1
3
(1750N+G
动
)]:[850N-
1
3
(2050N+G
动
)]=5:3
解得,动滑轮重G
动
=50N
动滑轮的质量m
动
=
G
动
g
=
50N
10N/kg
=5kg,
(2)此装置的机械效率最高时,人对绳的拉力等于人的重力,即T=G
人
=850N,
地板砖、人、动滑轮和框架的总重应为G
总
=3T=2550N,
地板砖的最大重力G
砖
=G
总
-G
人
-G
架
-G
动
=2550N-850N-100N-50N=1550N.
因为题目要求提升整块砖,每块地板砖的重力为100N,
所以最多能提升地板砖的块数为:
1550N
100N
=15.5块≈15块,
15块地板砖的重力G
砖
′=15×100N=1500N,
提升15块砖时,人对绳的实际拉力:
T′=
1
3
(G
人
+G
砖
′+G
架
+G
动
)=
1
3
(850N+1500N+100N+50N)=
2500N
3
,
设地板砖被提升的高度为h.
则,装置的最高机械效率η=
W
有
W
总
=
G
′
砖
h
T
′
×3h
=
1500N
2500N
3
×3
=60%.
答:(1)动滑轮的质量为5kg;
(2)此装置提升整块地板砖时的最高机械效率为60%.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“在装修房屋时,一个质量为85kg的人,用图所示的装置(包括滑轮组及装货物的框架)提升地板砖运到房间中.已知装货物的框架重100N,每块地板砖重100N,滑轮与轴的摩擦和绳重均忽…”主要考查了你对 【机械效率的计算】,【滑轮(组)中拉力的计算】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202206/207273.html
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